注塑材料和弹性变形及塑性变形之间的关系

时间:2024-03-11 作者 :富科威

注塑材料在注塑成型过程中会经历不同程度的弹性变形和塑性变形,这两种变形类型与材料性质、加工条件以及最终制品性能密切相关。

1. 弹性变形:

  • 注塑过程开始时,当熔融塑料被注射入模具型腔时,由于受到快速填充的压力,模具材料(包括型芯和型腔)会发生一定程度的弹性变形。这种变形是暂时性的,当外力(即注射压力)去除后,模具材料能够恢复到原来的形状。

  • 对于注塑产品而言,特别是薄壁或复杂几何结构的产品,在冷却固化阶段,内部残余应力可能导致产品尺寸发生变化。当产品从模具中取出并冷却至室温时,若其内部应力释放,则可能产生微小的弹性回复,这一现象也属于弹性变形范畴。

2. 塑性变形:

  • 在注塑材料方面,熔融状态下的塑料注入模具并在冷却过程中发生凝固,若受到的应力超过了材料的屈服强度,就会发生永久性的形状改变,这就是塑性变形。

  • 注塑成型中的塑性变形主要体现在两个方面: a) 塑料材料自身的塑性流动:塑料熔体在受压下通过模具流道和浇口进入模腔,并填充满模具空隙,这个过程中塑料分子链因剪切力而重新排列,导致材料微观结构的永久变化,形成产品形状。 b) 残余应力引起的塑性变形:如果注塑工艺设置不当(如冷却速度过快、保压时间不足等),可能会造成制品内部产生不均匀的冷却收缩,导致部分区域产生不可逆的塑性变形,如翘曲、扭曲或开裂等问题。

3. 关系及影响因素:

  • 材料的选择至关重要,不同的塑料材料有不同的弹性模量和屈服强度,决定了其在注塑过程中的弹性响应和塑性变形的程度。

  • 注塑参数,如注射压力、速度、温度以及冷却速率等都会影响材料的变形特性。适当的参数调整有助于减少不必要的塑性变形,同时控制好弹性变形以确保制品尺寸稳定性和表面质量。

  • 模具设计,包括模具钢的硬度、模具型腔和型芯的设计以及冷却系统的布局,都间接影响了弹性变形和塑性变形的分布和程度。

因此,注塑材料、注塑工艺和模具设计共同决定了注塑制品在成型过程中发生的弹性变形和塑性变形情况。合理调控这些因素可以最大限度地降低不良变形,提高产品质量和生产效率。




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